導入
MIPI CSI‑2 は、カメラ モジュールを組み込みプロセッサ (電話、ドローン、医療用スコープ、車載カメラ) に接続するための最も一般的なインターフェイスです。 USB とは異なり、MIPI は短距離、低遅延、高帯域幅のビデオ用に設計されています。理解MIPI帯域幅ターゲットの解像度とフレーム レートをサポートするには不可欠です。シンシアでは、cmosモジュールカメラ30 年以上にわたるソリューションMIPIカメラモジュールデザイン。
MIPI帯域幅とは何ですか?
帯域幅は、カメラ センサーからプロセッサーまでの最大データ レートであり、単位は次のとおりです。ギガビット/秒 (Gbps)データレーンごとに。 MIPI CSI‑2 は、1、2、または 4 個の差動データ レーン (およびクロック レーン) を使用します。各レーンは通常、500 Mbps ～ 2.5 Gbps で動作します。合計帯域幅=レーン レート × レーン数。
一般的な構成:
1 レーン:1.5 ～ 2.5 Gbps
2 レーン:3 ～ 5 Gbps
4 レーン:6～10Gbps
A 4Kドローンカメラモジュール多くの場合、4K @ 30fps の場合、1.5 Gbps で 4 レーン (合計 6 Gbps) を使用します。
MIPI と他のインターフェイスの比較
| インタフェース | 帯域幅 | ケーブル長 | 使用事例 |
|---|---|---|---|
| MIPI CSI‑2 | 1 ～ 10 Gbps | <30 cm | 組み込み型、低遅延 |
| USB2.0 | 480Mbps | 3–5 m | 基本的なウェブカメラ |
| USB3.0/3.1 | 5 ～ 10 Gbps | 3–5 m | 高速USBカメラ |
| GigE ビジョン | 1Gbps | 100 m | 産業用マシンビジョン |
A カメラUSBモジュール便利ですが、遅延が高くなります。あMIPIカメラモジュール遅延と消費電力が低くなりますが、カメラはプロセッサーのすぐ近くにある必要があります。
必要な帯域幅の計算
生データ レート=幅 × 高さ × ビット深度 × フレーム レート + オーバーヘッド。
HDカメラモジュール(1280×720、10 ビット、30fps): raw ~276 Mbps → オーバーヘッドあり ~350~400 Mbps。単一の 500 Mbps レーンが機能します。
1080p @ 60fps(10 ビット): ロー ~1.24 Gbps → オーバーヘッド ~1.5 Gbps。 1.5 Gbps の 1 つのレーンが適合します。 2車線の方が安全です。
4K @ 30fps(10 ビット): ロー ~2.49 Gbps → オーバーヘッド ~3 Gbps。 2 つの 1.5 Gbps レーンは 3 Gbps (境界線) を提供します。 1.5 Gbps (6 Gbps) の 4 レーンは快適です。
4K @ 60fps: raw ~4.98 Gbps → overhead >5Gbps。 1.5 Gbps (6 Gbps) で 4 レーン、または 2.5 Gbps (5 Gbps) で 2 レーンが必要です。
実際的な考慮事項
プロセッサーのサポート– ホストプロセッサのレーン数と最大レーン速度を確認します。すべてのプロセッサーが 4 レーンまたは 2.5 Gbps をサポートしているわけではありません。
ケーブル長– MIPI は 30 cm 未満の基板間トレース用です。ケーブルが長いと信号が劣化します。
オートフォーカス– アンオートフォーカスUSBカメラモジュールUSBを使用します。 autofocus コマンドは I2C 経由で行われるため、ビデオ帯域幅には影響しません。 MIPI モジュールも制御に I2C を使用します。
ドローンアプリケーション – A 4KドローンカメラモジュールMIPI を使用して軽量かつ低電力を実現します。. 4 レーンは 4K @ 30fps を簡単に処理します。
MIPI と USB
| 特徴 | MIPI | USB |
|---|---|---|
| 帯域幅 | 最大 10 Gbps (4 レーン) | USB 3.0: 5Gbps; 3.1: 10Gbps |
| レイテンシ | 非常に低い (μs) | 低いが高い (ミリ秒) |
| ケーブル長 | <30 cm | 3–5 m |
| 力 | 低い | より高い |
| 統合 | MIPI受信機が必要です | プラグアンドプレイ (UVC) |
| こんな方に最適 | 組み込み、リアルタイム | 開発、PC ベース |
MIPI 構成の選択方法
| 解像度 / FPS | レーン | 車線速度 |
|---|---|---|
| 720p @ 30fps | 1レーン | 500Mbps |
| 1080p @ 30fps | 1レーン | 1Gbps |
| 1080p @ 60fps | 2レーン | 各1Gbps |
| 4K @ 30fps | 2レーン（または4レーン） | 1.5 Gbps (または 800 Mbps) |
| 4K @ 60fps | 4レーン | 各1.5Gbps |
シンシアのMIPIカメラモジュール
シンシアでは、デザインを行っています。cmosモジュールカメラMIPI CSI‑2 出力を備えたソリューション:
MIPIカメラモジュール– 構成可能なレーン (1/2/4) と速度、最大 4K @ 60fps。
HDカメラモジュール– コスト重視の組み込み向け 720p/1080p。
カメラUSBモジュール– プロトタイピング用。実稼働用の MIPI。
オートフォーカスUSBカメラモジュール– USB による可変フォーカスの利便性。
4Kドローンカメラモジュール– UAV 用の軽量 4 レーン MIPI。
Cmosモジュールカメラ– 帯域幅に合わせた Sony、OmniVision センサー。
まとめ
MIPI カメラ モジュールの帯域幅の範囲は、レーン数と速度に応じて 1 ～ 10 Gbps です。遅延が非常に低く、高フレーム レートで HD から 4K をサポートします。と比較して、カメラUSBモジュール, MIPI は、ケーブルの長さと引き換えに、低消費電力とリアルタイム パフォーマンスを実現します。のために4Kドローンカメラモジュール、各 1.5 Gbps (6 Gbps) の 4 レーンで 4K @ 30fps を快適に処理します。 PC と簡単に統合する必要がある場合は、カメラUSBモジュールまたはオートフォーカスUSBカメラモジュールの方が良いです。解像度、フレーム レート、ホスト プロセッサの能力に基づいて、適切な MIPI 構成を選択してください。
ご相談については、シンシアにお問い合わせくださいMIPIカメラモジュール要件。
